新型大功率PTC元件

技术投资分析：

项目简介： “新型大功率PTC元件”项目主要针对目前掺杂V2O3系PTC陶瓷实用化过程中的材料性能、材料性能的稳定性和重复性等主要技术问题。通过合理选择掺杂种类和浓度、引入弥散金属相、采用液氮处理工艺等措施，显著提高了掺杂V2O3系陶瓷的PTC性能，增强了材料制备及使用过程中的性能稳定性和重复性，获得了具有应用和推广价值的优良掺杂V2O3系PTC陶瓷及元件。

本项目对掺杂V2O3系PTC陶瓷进行液氮淬冷处理，充分释放陶瓷烧结后冷却过程中所产生的热应力，促进陶瓷金属相M相的形成，使材料的室温电阻率降低、升阻比增大，并且提高了掺杂V2O3系PTC陶瓷元件使用过程中显微结构和电学性能的稳定性。

“新型大功率PTC元件”项目于1999年11月通过了湖北省科学委员会组织的鉴定，鉴定认为，本项目所的材料和元件处于国际先进水平，采用V2O3系大功率PTC元件作为大电流过保护元件的技术可行，填补了此元件在国内的空白，具有良好的推广应用价值。本项目已申请国家专利。

本项目研制的掺杂V2O3系PTC陶瓷材料和元件达到了国际先进水平，同时较好地解决了当前掺杂V2O3系PTC陶瓷材料和元件实用化过程中性能稳定性和重复性等关键技术问题。因此，本项目研究成果的应用将推动新型大功率PTC元件的推广和应用。

表1 本项目研制的材料和元件与国内外同类材料和元件的性能对比： | 性能 | 本项目成果 | 国内 | 国外 | | --- | --- | --- | --- | | 常温电阻率（Ω.cm） | 0.80×10-3 | (5～12)×10-3 | (1～3)×10-3 | | 转换温度（℃） | 100 | 60～100 | -20～150 | | 升阻比（倍） | 380 | 60～100 | 5～400 | | 电阻温度系数（％/℃） | 6 | 3～4 | 4 | | 额定电流密度（A/mm2） | 1 | / | 1 | | 响应时间（s） | 1 | / | 0.5～10 | | 高温特性 | NTC | NTC | NTC |

表2 本项目研制的限流元件与目前使用的元器件应用情况对比： | 应用情况 | V2O3系PTC限流元件 | 熔断器、断路器、真空开关等限流元件 | | --- | --- | --- | | 元器件设备 | 简单 | 复杂 | | 体积 | 小 | 大 | | 触点 | 无 | 有 | | 电弧 | 无 | 有 | | 使用寿命 | 长 | 短 | | 修复时间 | 短 | 较长 | | 开关速度 | 快 | 适中 | | 成本 | 低 | 较高 |

技术的应用领域前景分析：

产品的市场前景分析 V2O3系PTC陶瓷电阻元件作为大电流过流保护元件，目前国外仅美国有产品出现，而在日本等国家还处于研制和试用阶段。国内这方面的产品还处于空白。目前国内应用在大功率条件下的大电流过流保护元件，主要是一些熔断器、断路器和真空开关等器件。而这些器件在制备和应用过程中存在着更换频繁、设备复杂、造价昂贵、产生电弧和恢复时间长等缺陷。用V2O3系PTC陶瓷电阻元件替代以上器件应用在大电流条件下，作为无触点过流保护元件，具有造价低、体积小、设备简并、耐压高、通流能力强、无电弧、使用寿命长和开关迅速等特性。

使用在大电流过流保护方面远器件，每年国内市场上需要几千万只熔断器、断路器和真空开关等元器件。元器件价格每只高达几十到几百元以上，若用V2O3系新型PTC陶瓷电阻元件替代1/3以上上述元器件，估计市场上也需要近千万只这样的PTC陶瓷电阻元件，而这种PTC陶瓷电阻元件每只成本仅为20元左右。这说明V2O3系PTC陶瓷电阻元件市场前途很好，并能为国家节省大量的资金。V2O3系PTC陶瓷电阻元件的研制与开发将取得很好的经济效益。

效益分析： 经济效益分析 若投资100万元建设年产2万件（套）新型大功率PTC元件的生产线。每件（套）元件售价约40元，生产成本约27.5元；年新增产值约80万元，新增利税25万元，其中税收1万元，利润24万元。20个月收回投资。

厂房条件建议： 所需的原材料供应及外部配套条件 本项目所用V2O3、Al2O3、Cr2O3、Fe2O3、Ag料浆等化工及化学原料均为普通原料，市场供应充足，外部配套与其它PTC元件的生产相似，条件很易满足。

投资预算（总投资：550万元） （1）生产规模：50万片PTC电子元件； （2）厂房面积：300m2； （3）人员编制：50人； （4）固定资产投资：450万元； （5）流动资金：100万元； （6）原料：V2O3、Al2O3、Cr2O3、Fe2O3、Ag料浆等化工及化学原料； （7）主要设备：球磨机、压力成型机、干燥设备、气氛保护电炉等； （8）能源材料耗量：材料耗量2500Kg，装机容量150KW。

备注： 无

技术投资分析： 项目简介： “新型大功率PTC元件”项目主要针对目前掺杂V2O3系PTC陶瓷实用化过程中的材料性能、材料性能的稳定性和重复性等主要技术问题，通过合理选择掺杂种类和浓度、引入弥散金属相、采用液氮处理工艺等措施，显著提高了掺杂V2O3系陶瓷的PTC性能，增强了材料制备及使用过程中的性能稳定性和重复性，获得了具有应用和推广价值的优良掺杂V2O3系PTC陶瓷及元件。 本项目对掺杂V2O3系PTC陶瓷进行液氮淬冷处理，充分释放陶瓷烧结后冷却过程中所产生的热应力，促进陶瓷金属相M相的形成，使材料的室温电阻率降低、升阻比增大，并且提高了掺杂V2O3系PTC陶瓷元件使用过程中显微结构和电学性能的稳定性。 “新型大功率PTC元件”项目于1999年11月通过了湖北省科学委员会组织的鉴定，鉴定认为，本项目所的材料和元件处于国际先进水平，采用V2O3系大功率PTC元件作为大电流过保护元件的技术可行，填补了此元件在国内的空白，具有良好的推广应用价值。本项目已申请国家专利。 本项目研制的掺杂V2O3系PTC陶瓷材料和元件达到了国际先进水平，同时较好地解决了当前掺杂V2O3系PTC陶瓷材料和元件实用化过程中性能稳定性和重复性等关键技术问题。因此，本项目研究成果的应用将推动新型大功率PTC元件的推广和应用。 表1 本项目研制的材料和元件与国内外同类材料和元件的性能对比： 性能本项目成果国内国外 常温电阻率（Ω.cm）0.80×10-3(5～12)×10-3(1～3)×10-3 转换温度（℃）10060～100-20～150 升阻比（倍）38060～1005～400 电阻温度系数（％/℃）63～44 额定电流密度（A/mm2）1/1 响应时间（s）1/0.5～10 高温特性NTCNTCNTC 表2 本项目研制的限流元件与目前使用的元器件应用情况对比： 应用情况V2O3系PTC限流元件熔断器、断路器、真空开关等限流元件 元器件设备简单复杂 体积小大 触点无有 电弧无有 使用寿命长短 修复时间短较长 开关速度快适中 成本低较高 技术的应用领域前景分析： 产品的市场前景分析 V2O3系PTC陶瓷电阻元件作为大电流过流保护元件，目前国外仅美国有产品出现，而在日本等国家还处于研制和试用阶段。国内这方面的产品还处于空白。目前国内应用在大功率条件下的大电流过流保护元件，主要是一些熔断器、断路器和真空开关等器件。而这些器件在制备和应用过程中存在着更换频繁、设备复杂、造价昂贵、产生电弧和恢复时间长等缺陷。用V2O3系PTC陶瓷电阻元件替代以上器件应用在大电流条件下，作为无触点过流保护元件，具有造价低、体积小、设备简并、耐压高、通流能力强、无电弧、使用寿命长和开关迅速等特性。 使用在大电流过流保护方面远器件，每年国内市场上需要几千万只熔断器、断路器和真空开关等元器件。元器件价格每只高达几十到几百元以上，若用V2O3系新型PTC陶瓷电阻元件替代1/3以上上述元器件，估计市场上也需要近千万只这样的PTC陶瓷电阻元件，而这种PTC陶瓷电阻元件每只成本仅为20元左右。这说明V2O3系PTC陶瓷电阻元件市场前途很好，并能为国家节省大量的资金。V2O3系PTC陶瓷电阻元件的研制与开发将取得很好的经济效益。 效益分析： 经济效益分析 若投资100万元建设年产2万件（套）新型大功率PTC元件的生产线。每件（套）元件售价约40元，生产成本约27.5元；年新增产值约80万元，新增利税25万元，其中税收1万元，利润24万元。20个月收回投资。 厂房条件建议： 所需的原材料供应及外部配套条件 本项目所用V2O3、Al2O3、Cr2O3、Fe2O3、Ag料浆等化工及化学原料均为普通原料，市场供应充足，外部配套与其它PTC元件的生产相似，条件很易满足。 投资预算（总投资：550万元） （1）生产规模：50万片PTC电子元件； （2）厂房面积：300m2； （3）人员编制：50人； （4）固定资产投资：450万元； （5）流动资金：100万元； （6）原料：V2O3、Al2O3、Cr2O3、Fe2O3、Ag料浆等化工及化学原料； （7）主要设备：球磨机、压力成型机、干燥设备、气氛保护电炉等； （8）能源材料耗量：材料耗量2500Kg，装机容量150KW。 备注： 无